卡尔曼滤波器在船舶航迹跟踪中的应用

讨论了利用卡尔曼滤波技术获取船舶航迹的参数的方法。借助这些参数,通过每次的时间更新和测量更新,连续预测出跟踪点的下一个位置,以此来确定船当前的位置与预测航迹的相对关系,从而提高跟踪的效率和精度,并给出了计算机模拟结果。     

关于或然航迹区问题的探讨

对我国航海院校的《航海学》教材中有关“或然航迹区”问题进行了深入的讨论，揭示了在“或然航迹区”的海图作业法及其覆盖船位的概率等问题中存在的错误，同时指出或然航迹区在航海实践中并没有多大的应用价值。     

大型船舶航迹多变量随机最优控制

基于随机控制理论，研究了大型船舶航迹的随机最优控制。以Mariner号船舶为研究对象，建立了该船的运动方程和干扰模型，在此基础上，利用卡尔曼滤波器对航向角Ψ、舵角δ、船位信息(经纬度)等进行最优估计，采用LQG随机控制方法对航迹进行随机最优控制。仿真结果表明航迹控制性能良好，能精确保持航迹。     

无人艇直线航迹跟踪算法优化设计

为解决无人艇(USV)直线航迹跟踪工程应用中的航迹转向阶段航向角波动大、航向角曲线不平缓的问题,考虑到航迹切换点圆半径参数R对航向角曲线平缓度的影响,本文以参数R为优化对象,并以横向偏差累积结果为目标函数,提出一种基于二分法查找的参数寻优方法,并且以经典的基于LOS制导律与PID控制律的航迹跟踪算法为设计基础,给出了航迹跟踪算法优化设计方案。最后,通过Matlab仿真验证了本文设计方法的有效性。仿真结果表明,本文的优化算法适用于USV直线航迹跟踪问题,并且能使USV在航迹转向阶段快速且平稳地跟踪下一段期望航迹。     

基于满意度门限检测的多雷达航迹对提取研究

针对多部雷达航迹对提取问题,首先提出了门限法,通过设定多个参数的门限,依据相关准则判断下一时刻的点是否选人该门限内,剔除野点后对单部雷达的观测数据建立航迹。进一步提出航迹在某时间段相交的判别准则,找出了各雷达站观测到的有相交时间段的航迹;对应多个有相交段的航迹,采用了线性插值的方法进行时间配准,让不同雷达表示同一目标位置的时刻集合扩大为一致;在此基础上,按照航迹相关准则抽取了表示同一目标的航迹对。仿真结果验证了算法的有效性。     

一种航迹网络图粒子群优化生成方法

提出一种航迹网络图粒子群优化生成方法。首先介绍了航迹网络图的基本结构,然后将网络图看作一个粒子,以网络图中所有节点的坐标来描述粒子的位置信息。为了使航迹网络图整体代价较优,设定合适的粒子适应度函数对航迹网络图进行优化,评价指标包括两项：航迹网络图中所有航迹段的代价总和以及随航迹片段数目减少而增加的惩罚代价。实验结果表明,该算法能有效地优化航迹网络图,得到航迹片段较为丰富的航迹网络。     

神经网络的舰船航迹跟踪分析

舰船航迹具有比较强的时变性,对其进行研究具有重要意义。针对传统舰船航迹跟踪分析方法难以准确、在线性对舰船航迹进行跟踪,舰船航迹跟踪误差大的缺陷,设计了基于神经网络的舰船航迹跟踪分析方法。首先分析了舰船航迹跟踪的原理,指出各种舰船航迹跟踪分析方法的局限性,然后通过神经网络对舰船航迹进行有效拟合,建立舰船航迹跟踪分析模型,并对神经网络的相关参数进行优化,最后进行舰船航迹跟踪分析仿真模拟测试,神经网络的舰船航迹跟踪误差小于5%,远远低于舰船航迹跟踪实际要求的15%,而且舰船航迹跟踪精度要高于传统舰船航迹跟踪分析方法,舰船航迹跟踪分析时间更短,能够进行舰船航迹在线跟踪分析,具有更高的实际应用价值。     

PID控制器优化的船舶航迹跟踪控制

针对船舶航迹跟踪控制存在的误差大,准确率低的问题。首先通过仿真验证PID控制器对船舶航迹进行跟踪控制的可行性,证实将PID控制器应用于自航模对航迹跟踪具有良好效果。在基于相关理论对PID控制器结构进行优化,利用实验室自航模实物仿真平台做了实船试验,并证实PID控制器应用于实际自航模的航迹跟踪有很高的工程实用性。     

基于人工智能技术的船舶航迹点生成算法

利用栅格法构建海洋环境数据模型作为船舶航迹点生成的模拟图.在此基础上将航行距离最短与航行障碍物最少作为目标构建船舶航迹点生成数学模型,使用自适应交叉概率与变异概率优化鱼群算法,使用优化后的鱼群算法确定船舶航迹点生成数学模型的最终解,获取最佳船舶航迹点.经过试验分析,该算法能够准确生成船舶航迹点,与同类算法相比具有明显优...     

基于航迹差和航向差的航迹自动控制算法

从研究引起航迹偏差的原因入手,对航迹偏差进行相关数理分析,对航迹自动控制结构和算法进行分析和对比。通过对目前比较流行使用的航迹自动控制结构和算法的优缺点进行比较,提出一种新的基于航迹差和航向差的航迹自动控制算法。该算法结合航迹直接控制和航迹间接控制结构的优点,不需要精确的船舶运动模型,具有结构简单、各参数物理意义明确、参数易于调整、航迹控制精度高,操舵次数少等优点。该算法在20世纪末已成功应用在某小型艇的航迹控制上,在航向受风浪干扰幅值达到4°的海况下,仍能取得在全航线上的航迹控制偏差小于5 m,平均操舵次数少于1次/2 min的效果。